【摘 要】
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目的探讨叉头状转录因子O1(FoxO1)对人胚胎干细胞(hESCs)定向分化为胰岛素分泌细胞(IPCs)的调控作用。方法体外诱导hESCs定向分化为IPCs,应用定量聚合酶链反应(PCR)和Western blotting分析FoxO1的动态表达,采用定量PCR检测八聚体结合转录因子4(Oct4)、叉头转录因子a2(Foxa2)、胰十二指肠同源盒因子1(Pdx1)及胰岛素表达的动态变化。在分化第3
【机 构】
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目的探讨叉头状转录因子O1(FoxO1)对人胚胎干细胞(hESCs)定向分化为胰岛素分泌细胞(IPCs)的调控作用。
方法体外诱导hESCs定向分化为IPCs,应用定量聚合酶链反应(PCR)和Western blotting分析FoxO1的动态表达,采用定量PCR检测八聚体结合转录因子4(Oct4)、叉头转录因子a2(Foxa2)、胰十二指肠同源盒因子1(Pdx1)及胰岛素表达的动态变化。在分化第3阶段细胞(胰腺前体细胞)中通过慢病毒感染敲减或过表达FoxO1,应用定量PCR检测胰腺前体细胞Foxa2、Pdx1及胰岛素的表达;利用酶联免疫吸附试验(ELISA)方法检测葡萄糖刺激的胰岛素分泌。两组数据的比较采用t检验,多组间比较采用单因素方差分析。
结果在hESCs定向分化为IPCs的五个阶段中,FoxO1 mRNA和蛋白水平可见持续稳定表达;Oct4表达水平随着分化进程呈显著进行性降低;Foxa2表达水平呈先升后降的趋势,在分化第3阶段达到高峰;Pdx1和胰岛素表达水平随着分化进程逐渐升高。与相应的对照组相比,敲减FoxO1可显著上调胰腺前体细胞中Foxa2(4.31±0.74比1.00±0.34,t=7.08,P<0.01)、Pdx1(2.91±0.24比1.00±0.15,t=11.62,P<0.01)及胰岛素mRNA(2.60±0.25比1.00±0.12,t=10.08,P<0.01)表达水平,过表达FoxO1可显著下调胰岛素mRNA表达(0.81±0.07比1.00±0.03,t=4.19,P<0.05),而对Foxa2和Pdx1的mRNA表达未有显著影响。此外,敲减FoxO1既可增加低糖(2 mmol/L葡萄糖)状态下的胰岛素分泌(7.53±2.02比1.00±0.05,t=3.23,P<0.05),又可促进高糖(20 mmol/L葡萄糖)刺激下的胰岛素分泌(17.39±3.04比6.45±1.34,t=3.30,P<0.05);而过表达FoxO1对低糖状态下的胰岛素分泌无明显影响,但可抑制高糖刺激下的胰岛素分泌(2.02±0.50比4.85±1.42,t=2.61,P<0.05),从而使细胞丢失对葡萄糖的反应性。
结论FoxO1在hESCs定向分化为IPCs的过程中发挥负性调控作用,抑制FoxO1表达可能是促进IPCs分化成熟的一种潜在策略。
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